人(rén)類飛(fēi)向月(yuè)球并将探測器發送到太陽系邊緣以及更遠(yuǎn)處。然而，人(rén)類隻能穿透幾千米進入地球。因此，爲了(le)探索地球的(de)内部，我們依賴于間接方法。地震學 - 來(lái)自希臘地震，意思是地球震顫 - 研究由大(dà)陸闆塊運動引起的(de)振動。關于地球内部發生的(de)變化(huà)的(de)結論，就像使用(yòng)超聲波觀察嬰兒(ér)一樣。沒有儀器可(kě)以感覺到的(de)“适當的(de)”地震相對(duì)容易測量。振動很強烈，信号也(yě)很清晰，也(yě)可(kě)以通(tōng)過靈敏度較低的(de)傳感器進行記錄。

當運動非常小時(shí)，例如海浪的(de)沖洗，這(zhè)是更加困難的(de)，海浪在全世界都是微觀地震。在這(zhè)種情況下(xià)，簡單的(de)傳統地震計沒有機會。它基本上由一個(gè)重物(wù)組成 - 擺錘 - 懸挂在彈簧上。一個(gè)銷釘固定在配重上，當振動發生時(shí)，它将曲線拉到連續的(de)紙卷上。偏轉表示振動的(de)強度 - 但僅限于紙卷的(de)邊緣。另一方面，靈敏度受到銷的(de)厚度的(de)限制：小于線寬的(de)最小偏轉不再清晰可(kě)辨。這(zhè)相當于大(dà)約的(de)動态。60分(fēn)貝。

一張18公裏寬的(de)紙

爲了(le)克服這(zhè)些限制，未來(lái)的(de)地球物(wù)理(lǐ)學家Gunar Streckeisen在他(tā)的(de)論文過程中并在大(dà)約35年前的(de)Erhard Wielandt的(de)指導下(xià)，在蘇黎世的(de)ETH開發了(le)所謂的(de)STS-1寬帶地震計。後來(lái)，他(tā)在溫特圖爾成立了(le)Streckeisen AG，以制造這(zhè)些設備并将其分(fēn)銷到世界各地。這(zhè)意味著(zhe)經典地震計的(de)道路盡頭。Erhard Wielandt是當前現代地震測量技術發展的(de)推動力。

擺錘保持在平衡的(de)平衡位置

寬帶地震計與其經典前輩的(de)唯一共同點是移動擺錘，它對(duì)外力作出反應。不再需要銷，特别是因爲總是繪制直線。Streckeisen地震計實現極大(dà)動态的(de)技巧在于跟蹤：電磁反饋系統确保擺始終保持在既定的(de)平衡平衡位置。“它就像電子天平一樣”，Streckeisen董事總經理(lǐ)羅伯特·弗勞登曼解釋道。“跟蹤所需的(de)校正信号同時(shí)也(yě)是輸出信号。作用(yòng)于設備的(de)運動越強大(dà)，信号越大(dà)，因此鐘(zhōng)擺始終保持在中間。

爲了(le)記錄地球在所有三個(gè)維度上的(de)運動; 每個(gè)地震計都有三個(gè)擺錘。它們處于略微傾斜的(de)位置，排列成圓形，每個(gè)偏移120度。它們根據力的(de)方向作出不同的(de)反應，并且可(kě)以根據差異計算(suàn)空間變化(huà)的(de)三維圖像。

在十年内平衡一次

安裝後，高(gāo)精度機電自動工作，長(cháng)時(shí)間無需人(rén)爲幹預。在開始操作之前，地震計的(de)準确對(duì)準和(hé)擺錘的(de)平衡是至關重要的(de)。“傳統上，地震儀一直向東對(duì)齊”，Robert Freudenmann解釋道。“爲了(le)平衡鐘(zhōng)擺，鐘(zhōng)擺上的(de)移動質量會被移動，直到它們完全平衡。質量是一個(gè)齒環，通(tōng)過在軸上旋轉來(lái)回移動。它由一個(gè)定位的(de)螺絲驅動在齒環和(hé)螺釘上有少量間隙。當達到完美(měi)平衡時(shí)，調節重量的(de)齒保持在螺釘的(de)齒面之間，即擺錘可(kě)以自由移動。 “

長(cháng)期可(kě)靠性

該過程在專家組中被稱爲“定心”，由AM0820步進電機執行，該電機帶有FAULHABER的(de)16：1行星齒輪箱。它必須滿足高(gāo)質量應用(yòng)的(de)廣泛要求：小尺寸和(hé)電流消耗; 精确的(de)運動和(hé)對(duì)低溫的(de)不敏感，因爲Streckeisen設備也(yě)用(yòng)于阿拉斯加北(běi)部和(hé)南(nán)極附近。但最重要的(de)是長(cháng)期可(kě)靠性：“對(duì)于長(cháng)期測量，選擇一個(gè)環境條件非常穩定的(de)位置”，Robert Freudenmann解釋道。“在極端情況下(xià)，擺錘在投入運行之前是第一次平衡，第二次可(kě)能隻在十年後發生。然後電機必須再次精确地執行任務，即使經過長(cháng)時(shí)間的(de)不活動。我們知道FAULHABER電機能夠做(zuò)到這(zhè)一點。“

充氣混凝土室

并非所有設備都用(yòng)于長(cháng)期測量。在所謂的(de)陣列測量中，大(dà)量的(de)地震計以特定區(qū)域中的(de)網格形式布置，以便在該位置記錄底土的(de)特殊特征。一旦測量在幾個(gè)月(yuè)或幾年後完成，網格就會移動，設備會移動到下(xià)一個(gè)位置。例如，以這(zhè)種方式一個(gè)接一個(gè)地測量美(měi)國的(de)州。然而，在運輸過程中發生的(de)不可(kě)避免的(de)運動對(duì)于敏感的(de)傳感器來(lái)說并不好。因此，爲了(le)防止損壞，移動部件用(yòng)運輸鎖固定。這(zhè)是由Streckeisen地震計中的(de)第四台電機進行的(de)，這(zhè)是一台0816P006S直流微電機。“

Streckeisen的(de)現代地震儀比第一代更小，更容易安裝。帶有管狀外殼的(de)新型号可(kě)以降低到鑽孔中。安裝仍然通(tōng)過精細的(de)手工操作進行。直到最後才能檢查組件是否與必要的(de)精度相互作用(yòng)。因此，每個(gè)傳感器都要在防空洞中進行大(dà)量測試，以便對(duì)氣壓波動不敏感。呼吸機将空氣吹入腔室，腔室被厚厚的(de)混凝土包圍，并“膨脹”。“很難相信，但氣壓的(de)增加實際上會改變房(fáng)間，即使它隻有幾納米”，Robert Freudenmann解釋道。“我們的(de)設備可(kě)以檢測到這(zhè)種變化(huà)。如果設備沒有密封，我們會收到一個(gè)偏離的(de)信号。使用(yòng)這(zhè)樣的(de)測試，我們确保隻提供功能完善的(de)地震儀，準确記錄地球内部發生的(de)事情